CN102373934A - 玻璃钢锚杆及其生产方法以及锚杆组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供生产玻璃钢锚杆的方法及系统。方法包括：将多根玻纤纱的表面浸透树脂；将玻纤布缠绕在所述多根玻纤纱上；缠绕有玻纤布的玻纤纱匀速通过模头，且由所述模头挤压以形成玻纤纱杆体；在所述玻纤纱杆体上缠绕柔性缠绕线，所述柔性缠绕线在所述玻纤纱杆体的表面形成连续凹痕以在所述玻纤纱杆体的表面形成螺纹；和将从模头出来的玻纤纱杆体烘干固化以形成锚杆。本发明同样涉及一种玻璃钢锚杆。本发明还涉及一种包括上述玻璃钢锚杆的锚杆组件以及制造该玻璃钢锚杆的系统。根据本发明，利用缠绕在玻纤纱束上的玻纤布，提高了锚杆的抗扭强度和轴向强度不足的问题，同时还克服了现有技术中锚杆杆体失圆的问题。

Description

玻璃钢锚杆及其生产方法以及锚杆组件

技术领域

本发明涉及巷道支护的机械设备，具体地，涉及一种玻璃钢锚杆及其制造方法以及一种锚杆组件。

背景技术

目前我国各大煤矿矿井的安全防护支撑从传统的木质锚杆、混凝土锚杆、螺纹钢锚杆逐渐过渡到使用玻璃钢锚杆。因为玻璃钢锚杆具有质轻、耐腐、阻燃、抗静电、高强度等诸多优点，玻璃钢锚杆目前已被各大煤矿广泛使用。

玻璃钢锚杆是由许多线状长纤维与树脂在固化剂的作用下组成的。它的组成不像其它高强玻璃钢都是在金属模内腔经高压而成的。玻璃钢锚杆的成型是在牵引机定向牵引的同时，另用一根柔性线材进行螺纹状缠绕再加温固化而成。因此玻璃纤维在牵引机的牵引力下产生的聚合力明显要小于高压成型的其他产品。由此可见玻璃纤维在杆体中的集聚情况对强度起着关键作用。如何提高玻璃纤维的集聚效果就成了提高强度的关键。现实中也确实存在玻璃钢锚杆在使用过程中存在抗扭强度和轴向强度不足的问题。

在现有技术中，由于玻纤纱是一根一根的，出了模头后，玻纤纱束形成的杆除了缠绕了柔性缠绕线的部位外，其余地方都无约束，这就使得玻纤纱束形成的杆上没有被柔性缠绕线拉挤的部位的玻纤纱凸起，而凸出的高度不一，从而形成失圆，而具有失圆的锚杆必须经过整形才可以与螺母配合使用，这增加了制作锚杆的成本。

发明内容

考虑到现有技术中玻璃钢锚杆的抗扭强度和轴向强度不足以及锚杆失圆的问题，提出本发明。

根据本发明的一个方面，提出了一种生产玻璃钢锚杆的方法，包括：步骤1：将多根玻纤纱的表面浸透树脂；步骤2：将玻纤布缠绕在所述多根玻纤纱上；步骤3：缠绕有玻纤布的玻纤纱匀速通过模头，且由所述模头挤压以形成玻纤纱杆体；步骤4：在所述玻纤纱杆体上缠绕柔性缠绕线，所述柔性缠绕线在所述玻纤纱杆体的表面形成连续凹痕以在所述玻纤纱杆体的表面形成螺纹；和步骤5：将从模头出来的玻纤纱杆体烘干固化以形成锚杆。有利地，在多根玻纤纱通过模头的同时将玻纤布缠绕在所述多根玻纤纱上。有利地，所述模头为进行回转运动的模头，且在步骤2中，缠绕有玻纤布的玻纤纱沿所述模头的回转中心线匀速通过所述模头。

有利地，步骤4包括调节所述柔性缠绕线在所述玻纤纱杆体上的缠绕力。

有利地，步骤4包括调节所述模头的回转运动的速率和/或所述多根玻纤纱通过所述模头的速率。

有利地，在所述步骤3中，从玻纤纱挤出的树脂均匀分布在玻纤布上。

有利地，还包括步骤6：将所述柔性缠绕线从固化的玻纤纱杆体拆除。进一步地，还包括步骤7：对所述锚杆进行螺纹整形。

有利地，所述步骤1包括：利用压纱部件将玻纤纱下压至装有所述树脂的容器中以在玻纤纱的表面浸透树脂。

有利地，所述玻纤布经由玻纤布用玻纤纱经纬编织而成。进一步地，所述玻纤布用玻纤纱的抗拉强度大于所述玻纤纱的抗拉强度。

根据本发明的另一方面，提出了一种玻璃钢锚杆，包括玻纤纱束；玻纤布，所述玻纤布缠绕在所述玻纤纱束上，且所述玻纤纱束和所述玻纤布构成玻纤纱杆体；以及形成在玻纤纱杆体外表面的螺纹。

可选地，所述玻纤布为玻纤布用玻纤纱经纬编织物。

可选地，所述玻纤布用玻纤纱的抗拉强度大于所述玻纤纱的抗拉强度。进一步地，所述玻纤布在经向和纬向的抗拉强度相同。

根据本发明的再一方面，提出了一种锚杆组件，包括：锚杆；螺母；和具有锚杆孔的锚杆托盘，其中所述锚杆置于所述锚杆孔内，所述螺母与所述锚杆螺纹配合，且所述锚杆为根据上述方法制造的玻璃钢锚杆或上述的玻璃钢锚杆。

根据本发明的又一方面，提出了一种制造玻璃钢锚杆的系统，包括：用于玻纤纱的导纱架；树脂容器，所述玻纤纱浸渍通过所述树脂容器；玻纤布提供装置，提供缠绕在成束的浸渍有树脂的玻纤纱上的玻纤布；牵引装置；进行回转运动的模头，缠绕有玻纤布的玻纤纱被牵引装置沿所述模头的回转中心线匀速牵引通过模头并由模头挤压而形成玻纤纱杆体；向所述模头提供柔性缠绕线的柔性缠绕线提供装置，所述柔性缠绕线在所述玻纤纱杆体的表面形成连续凹痕以在所述玻纤纱杆体的表面形成螺纹；烘干固化装置，从所述模头出来的玻纤纱杆体在所述烘干固化装置中被烘干固化而形成锚杆。

根据本发明，利用缠绕在玻纤纱束上的玻纤布，提高了锚杆的抗扭强度和轴向强度不足的问题，同时还克服了现有技术中锚杆杆体失圆的问题。

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的制造玻璃钢锚杆的示意图；

图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的锚杆组件的结构图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

下面参照附图1说明根据本发明的制造玻璃钢锚杆的系统。制造玻璃钢锚杆的系统100，包括：用于玻纤纱1的导纱架2；树脂容器(未示出)，玻纤纱以浸渍的方式通过所述树脂容器，例如，利用压纱部件(未示出)将玻纤纱1下压至树脂容器中以在玻纤纱1的表面浸透树脂，所述树脂容器可以布置在导纱架2之后以及后面提及的模头5之前；玻纤布提供装置3，提供缠绕在成束的浸渍有树脂的玻纤纱1上的玻纤布4；牵引装置(未示出)；模头5，缠绕有玻纤布4的玻纤纱1被牵引装置匀速牵引通过模头5并由模头5挤压而形成玻纤纱杆体6；向模头5提供柔性缠绕线7的柔性缠绕线提供装置8，柔性缠绕线7在玻纤纱杆体6的表面形成连续凹痕以在玻纤纱杆体6的表面形成螺纹；烘干固化装置9，从模头5出来的玻纤纱杆体6在烘干固化装置9中被烘干固化而形成玻璃钢锚杆10。有利地，模头5为进行回转运动的模头，缠绕有玻纤布4的玻纤纱1被牵引装置沿模头的回转中心线匀速牵引模头并由模头挤压而形成玻纤纱杆体6。模头5可以安装在转盘11上，且模头5的回转中心线与转盘11的回转中心线重合。转盘可以通过轴承座12固定。需要说明的是，该系统100中，模头5可以回转也可以不回转。在模头5不回转的情况下，玻纤布提供装置3可以玻纤纱杆体6为旋转中心线旋转，柔性缠绕线提供装置8也可以玻纤纱杆体6为旋转中心线旋转。

上述的烘干固化装置9可以是烘道。

所述系统100还可以包括烘箱(未示出，例如是远红外烘箱)，所述烘箱设置在树脂容器之前，这样，从烘箱出来的玻纤纱立即进入到树脂容器中，即，干燥后的玻纤纱立即浸脂，从而有效的解决了玻纤纱中含水的问题。烘箱的温度可以根据玻纤纱的湿度调节。

所述系统100还可以包括切割机，用于将锚杆10切割成需要的长度。

下面参照附图1描述根据本发明的玻璃钢锚杆的制作流程。

生产根据本发明的玻璃钢锚杆的方法包括如下步骤：步骤1，将多根玻纤纱1的表面浸透树脂，尽管在图1中没有示出，玻纤纱1可以浸渍的方式通过装有树脂的树脂容器，例如，利用压纱部件将玻纤纱1下压至装有树脂容器中以在玻纤纱的表面浸透树脂，另外，如附图1中所示的，玻纤纱1可以通过导纱架2供给；步骤2：将玻纤布4缠绕在所述多根玻纤纱上；步骤3：缠绕有玻纤布4的玻纤纱1沿模头5的回转中心线匀速通过进行回转运动的模头5，且由模头5挤压以形成玻纤纱杆体6，有利地，在多根玻纤纱1通过模头5的同时将玻纤布4缠绕在多根玻纤纱1上；步骤4，在玻纤纱杆体6上缠绕柔性缠绕线7，柔性缠绕线7在玻纤纱杆体6的表面形成连续凹痕以在玻纤纱杆体6的表面形成螺纹；步骤5：将从模头5出来的玻纤纱杆体6烘干固化以形成锚杆10。

有利地，步骤3包括调节柔性缠绕线7在玻纤纱杆体6上的缠绕力。相应地，通过调节柔性缠绕线提供装置8相对于模头5的位置可以实现对缠绕力的调节，还可以使用专门的调节器，该调节器例如可以对柔性缠绕线施加偏置力从而调节由柔性缠绕线施加在玻纤纱杆体6的表面上的缠绕力。缠绕力的不同会导致在玻纤纱杆体6的表面上形成不同深度的凹痕从而形成不同深度的螺纹。

所述步骤4还可以包括调节模头5的回转运动的速率和/或多根玻纤纱1或玻纤纱杆体6通过模头5的速率。

需要指出的是，因为在模头5进行回转运动的同时，缠绕有玻纤布的玻纤纱被牵引装置沿模头5的回转中心线匀速牵引通过模头5，所以，柔性缠绕线7在玻纤纱杆体6上每缠绕一周，玻纤纱杆体6在牵引装置的作用下也前进一个距离，从而柔性缠绕线7在玻纤纱杆体6的表面上形成螺纹。玻纤纱杆体6的前进速度(沿回转中心线的轴向位移速度)以及模头5的回转速度决定了形成的螺纹的升角或螺纹牙距。在回转速度不变的情况下，玻纤纱杆体6的前进速度越大，螺纹牙距越大。

通过以上描述可知，柔性缠绕线7的主要作用是：是在玻纤纱杆体6的表面上形成具有一定螺旋升角且又要有一定深度的螺纹，螺旋升角的形成是通过玻纤纱杆体6的前进速度(沿回转中心线的轴向位移速度)以及模头5的回转速度的组合实现，而螺纹的深浅则是对柔性缠绕线7的拉力调节来实现。

在所述步骤3中，从玻纤纱1挤出的树脂均匀分布在玻纤布4上。模头5的内孔尺寸根据所需锚杆的尺寸而定。这样，浸透树脂的玻纤纱1和玻纤布4一同在牵引装置的拉力作用下挤过模头5，在此过程中，大量树脂从玻纤纱1被挤出，挤出的树脂会透过玻纤布4流出，流出的树脂可以进行回收利用。而当树脂透过玻纤布4时原先的干玻纤布4便充满了均匀的树脂，多余的树脂滴流出去，从而实现树脂均匀分布在玻纤布4上。

在上述步骤5之后，还可以包括步骤6：将柔性缠绕线7从固化的玻纤纱杆体6或锚杆10拆除。之后，可以对锚杆10进行螺纹整形。

玻纤布4可以经由玻纤布用玻纤纱经纬编织而成。进一步地，玻纤布用玻纤纱的抗拉强度大于所述玻纤纱的抗拉强度。更进一步地，玻纤布4在经向和纬向的抗拉强度相同。

在现有技术中，由于玻纤纱是一根一根的，出了模头后，玻纤纱束形成的杆除了缠绕了柔性缠绕线的部位外，其余地方都无约束，这就使得玻纤纱束形成的杆上没有被柔性缠绕线拉挤的部位的玻纤纱凸起，而凸出的高度不一，从而形成失圆，而具有失圆的锚杆必须经过整形才可以与螺母配合使用。而在本发明中，由于利用柔性缠绕线7形成螺纹前，散状玻纤纱1被玻纤布4缠裹，这样固化成型后的锚杆的外表就是一层细密均匀的玻纤布，因此，散状的玻纤纱在缠绕其上的玻纤布的约束下，不可能一根一根的凸起，从而玻纤纱杆体或最终形成的锚杆基本上不存在失圆的情况。

另外，本发明也涉及一种玻璃钢锚杆，其包括多根玻纤纱1的玻纤纱束；玻纤布4，玻纤布4缠绕在玻纤纱束上，且所述玻纤纱束和玻纤布4形成玻纤纱杆体6；以及形成在玻纤纱杆体6外表面的螺纹。其中：玻纤布4可以为玻纤布用玻纤纱经纬编织物，所述玻纤布用玻纤纱的抗拉强度优选大于玻纤纱1的抗拉强度，这样，玻纤布4缠绕在玻纤纱束表面上所形成的玻纤纱杆体6经固化成型后可以获得轴向强度提高的锚杆10，在用于形成玻纤布的玻纤纱的横向和纵向抗拉强度都远高于玻纤纱1的情况下，更是可以获得轴向强度得到极大提高的锚杆10。更进一步地，玻纤布4在经向和纬向的抗拉强度相同，这样，不仅可以提高锚杆10的轴向强度，而且可以提高锚杆10的抗扭强度。

下面参照附图2描述根据本发明的锚杆组件200。锚杆组件200包括：锚杆；螺母21；和具有锚杆孔22的锚杆托盘23，其中锚杆置于锚杆孔23内，螺母21与锚杆螺纹配合，且锚杆为根据上述方法制造的玻璃钢锚杆10或上述的玻璃钢锚杆10。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种生产玻璃钢锚杆的方法，包括：

步骤1：将多根玻纤纱的表面浸透树脂；

步骤2：将玻纤布缠绕在所述多根玻纤纱上；

步骤3：缠绕有玻纤布的玻纤纱匀速通过模头，且由所述模头挤压以形成玻纤纱杆体；

步骤4：在所述玻纤纱杆体上缠绕柔性缠绕线，所述柔性缠绕线在所述玻纤纱杆体的表面形成连续凹痕以在所述玻纤纱杆体的表面形成螺纹；和

步骤5：将从模头出来的玻纤纱杆体烘干固化以形成锚杆。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述模头为进行回转运动的模头，且

在步骤2中，缠绕有玻纤布的玻纤纱沿所述模头的回转中心线匀速通过所述模头。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在多根玻纤纱通过模头的同时将玻纤布缠绕在所述多根玻纤纱上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤4包括调节所述柔性缠绕线在所述玻纤纱杆体上的缠绕力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤4包括调节所述模头的回转运动的速率和/或所述多根玻纤纱通过所述模头的速率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述步骤3中，从玻纤纱挤出的树脂均匀分布在玻纤布上。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

还包括步骤6：将所述柔性缠绕线从固化的玻纤纱杆体拆除。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

还包括步骤7：对所述锚杆进行螺纹整形。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤1包括：利用压纱部件将玻纤纱下压至装有所述树脂的容器中以在玻纤纱的表面浸透树脂。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述玻纤布经由玻纤布用玻纤纱经纬编织而成。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：

所述玻纤布用玻纤纱的抗拉强度大于所述玻纤纱的抗拉强度。

12.一种玻璃钢锚杆，包括玻纤纱束，其特征在于：

所述玻璃钢锚杆还包括：

玻纤布，所述玻纤布缠绕在所述玻纤纱束上，且所述玻纤纱束和所述玻纤布形成玻纤纱杆体；以及

形成在玻纤纱杆体外表面的螺纹。

13.根据权利要求12所述的玻璃钢锚杆，其特征在于：

所述玻纤布为玻纤布用玻纤纱经纬编织物。

14.根据权利要求13所述的玻璃钢锚杆，其特征在于：

所述玻纤布用玻纤纱的抗拉强度大于所述玻纤纱的抗拉强度。

15.根据权利要求14所述的玻璃钢锚杆，其特征在于：

所述玻纤布在经向和纬向的抗拉强度相同。

16.一种锚杆组件，包括：

锚杆；

螺母；和

具有锚杆孔的锚杆托盘，

其中所述锚杆置于所述锚杆孔内，所述螺母与所述锚杆螺纹配合，

其特征在于：

所述锚杆为根据权利要求1-11中任一项所述的方法制造的玻璃钢锚杆或根据权利要求12-15中任一项所述的玻璃钢锚杆。

17.一种制造玻璃钢锚杆的系统，包括：

用于玻纤纱的导纱架；

树脂容器，所述玻纤纱以浸渍的方式通过所述树脂容器；

玻纤布提供装置，提供缠绕在成束的浸渍有树脂的玻纤纱上的玻纤布；

牵引装置；

模头，缠绕有玻纤布的玻纤纱被牵引装置匀速牵引通过模头并由模头挤压而形成玻纤纱杆体；

向所述模头提供柔性缠绕线的柔性缠绕线提供装置，所述柔性缠绕线在所述玻纤纱杆体的表面形成连续凹痕以在所述玻纤纱杆体的表面形成螺纹；

烘干固化装置，从所述模头出来的玻纤纱杆体在所述烘干固化装置中被烘干固化而形成锚杆。

18.根据权利要求17所述的系统，还包括：

烘箱，所述烘箱在玻纤纱的前进方向上设置在树脂容器的前面，且玻纤纱通过所述烘箱。

19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于：

所述模头为进行回转运动的模头，缠绕有玻纤布的玻纤纱被牵引装置沿所述模头的回转中心线匀速牵引通过模头并由模头挤压而形成玻纤纱杆体。

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